Desde o lançamento para a Estação Espacial Internacional (ISS)  há um ano, o HPE Spaceborne Computer-2 acelerou o tempo de percepção, de meses para minutos, para avançar na saúde, processamento de imagens, recuperação de desastres naturais, impressão 3D, 5G, IA e muito mais

 

 A Hewlett Packard Enterprise anunciou hoje que o HPE Spaceborne Computer-2 (SBC-2), o primeiro sistema de computação de borda comercial no espaço e sistema habilitado para IA a ser executado na Estação Espacial Internacional (ISS), foi concluído com sucesso de 24 experimentos de pesquisa, acelerando o tempo de percepção de meses e dias para minutos.

 

Os experimentos envolveram processamento de dados em tempo real e testes de novos aplicativos para provar a confiabilidade no espaço como parte de um esforço para aumentar a autonomia dos astronautas. Esses experimentos abrangeram casos de uso que dão suporte à saúde, processamento de imagens, recuperação de desastres naturais, impressão 3D, 5G e soluções habilitadas por inteligência artificial. "Ao introduzir recursos de computação de ponta e IA na Estação Espacial Internacional com o Spaceborne Computer-2, ajudamos a promover uma comunidade de pesquisa colaborativa e crescente que compartilha um objetivo comum que é realizar avanços científicos e de engenharia que beneficiem a humanidade, no espaço e aqui na Terra", disse o Dr. Mark Fernandez, investigador principal na Spaceborne Computer-2, da HPE. "Estamos orgulhosos desse trabalho em andamento, que já resultou em 24 experimentos concluídos, de diversas organizações, demonstrando novas possibilidades de exploração espacial e marcos para a humanidade."

 

Abrindo caminho para computação de ponta e IA no espaço com Spaceborne Computer-2

A HPE lançou o Spaceborne Computer-2, em colaboração com o Laboratório Nacional da ISS, para o Espaço, em fevereiro de 2021 e foi instalado na ISS em maio de 2021. Composta pelas soluções de computação de ponta da HPE, o sistema HPE Edgeline Converged EL4000 Edge, que fornece um sistema robusto e compacto projetado para funcionar em ambientes de borda mais severos, como espaço, e o servidor HPE ProLiant DL360, um servidor confiável e padrão do setor, para recursos adicionais de alto desempenho para atingir uma variedade de cargas de trabalho, incluindo borda, HPC, IA, etc

 

O SBC-2 faz parte de uma missão maior para avançar significativamente a computação e reduzir a dependência das comunicações à medida que os humanos viajam mais longe no espaço para a Lua, Marte e além. A solução também demonstra possíveis maneiras pelas quais os astronautas podem aumentar a autossuficiência ao processar dados diretamente na estação espacial, em tempo real, ignorando latência mais longa e tempos de espera que ocorrem ao confiar no envio de dados brutos para a Terra para serem processados, analisados e enviados de volta ao espaço.

 

Permitindo computação mais rápida e tempos de download mais curtos para a Terra com aceleração de 20.000 vezes

Os recursos de computação de borda fornecidos pelo SBC-2 também têm o potencial de permitir que astronautas e exploradores espaciais enviem dados para a Terra, sejam para serem analisados ou usados de outra maneira, em um tamanho radicalmente comprimido e velocidade mais rápida. Anteriormente, 1,8 GB de dados brutos de sequência de DNA levavam um tempo médio de 12,2 horas apenas para serem baixados na Terra para processamento inicial. Com o SBC-2, os pesquisadores a bordo da estação espacial podem processar esses mesmos dados em seis minutos para coletar insights significativos, comprimi-los em 92 KB e enviá-los para a Terra em apenas dois segundos, representando uma aceleração de 20.000 vezes.

 

Spaceborne Computer-2 completa 24 experimentos usando computação de borda no espaço e IA

Desde sua instalação na ISS, o Spaceborne Computer-2 executou dezenas de experimentos processando dados na borda, em tempo real, para pesquisadores com organizações desenvolvendo recursos inovadores para exploração espacial, como Axiom, Cornell University, Comucore, Microsoft, NASA e Tecnologias Espaciais Titan. Exemplos de experimentos incluem:

 

• Experiência focada em aumentar a segurança humana e a autossuficiência usando detecção de danos habilitada por IA em luvas de astronauta - Os astronautas na ISS estão frequentemente em caminhadas espaciais onde consertam equipamentos, instalam novos instrumentos e atualizam recursos e funções na estação espacial. Eles usam luvas essenciais que podem sofrer erosão natural, além de rasgos e cortes, que podem apresentar possíveis preocupações de segurança. Em um experimento liderado pela NASA, HPE e Microsoft, fotos e vídeos gravados no espaço de luvas recentemente usadas por astronautas foram processados usando os recursos habilitados para IA do Spaceborne Computer-2. O modelo do analisador de luvas, desenvolvido em conjunto pela NASA e pela Microsoft, foi então usado para procurar rapidamente sinais de danos em órbita, no espaço. Se algum dano for detectado, uma foto anotada por IA é gerada no espaço e enviada imediatamente para a Terra, destacando áreas para análise adicional pelos engenheiros da NASA.

 

• Interpretação automática de imagens de satélite após um desastre – o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (JPL) observa a Terra do espaço para estudar ciência e clima, bem como apoiar a resposta a desastres. Usando o Spaceborne Computer-2 em conjunto com processadores incorporados, o JPL da NASA testou várias redes de inferência de aprendizado profundo para interpretar automaticamente imagens de sensoriamento remoto de terras e estruturas após um desastre. Por exemplo, duas dessas técnicas usam dados de radar da plataforma UAVSAR para: determinar a extensão das inundações, como de um furacão, e para determinar os danos em edifícios urbanos, como de um terremoto. Essas técnicas podem ser usadas a bordo de futuras naves espaciais para entregar rapidamente produtos acionáveis às autoridades relevantes para auxiliar na recuperação de desastres.

 

• Habilitar a impressão 3D no espaço com software validado - À medida que os humanos olham para as futuras viagens ao espaço profundo, encomendar suprimentos para reparar ou construir novos equipamentos da Terra não será oportuno e prático. Para aumentar a autossuficiência, permitindo a manufatura aditiva para humanos viajando além da órbita baixa da Terra (LEO), o Cornell Fracture Group, parte da Cornell University, uma universidade líder em pesquisa, desenvolveu um software de modelagem que pode simular a impressão 3D de peças metálicas e até mesmo prever qualquer falhas e deformações que podem resultar ao imprimir nas condições adversas do espaço. O software foi testado com sucesso no Spaceborne Computer-2, validando que pode ser usado no espaço para simular digitalmente uma peça e entender como ela se comportará na realidade.

 

• Expandindo a capacidade de rede na ISS com um protótipo principal 5G - Cumucore, um provedor de soluções de rede móvel privada, testou sua rede principal 5G, juntamente com emuladores RAN e outros recursos, no Spaceborne Computer-2, para emular os recursos atuais na estação base e dispositivos do usuário final. A validação demonstrou o potencial de instalar recursos 5G de última geração em satélites e naves espaciais selecionados para desbloquear um novo nível de comunicações no espaço. A validação também tem potencial para apoiar oportunidades futuras usando 5G devido à rápida expansão da comercialização de espaço

 

• Desenvolvimento de códigos de software para calcular os requisitos de combustível com base na distância de viagem espacial -- Como parte do trabalho contínuo da HPE com estudantes em todo o mundo para orientar e apoiar os esforços de pesquisa STEM, a HPE abriu o Spaceborne Computer-2 para estudantes na Índia envolvidos no Codewars, um programa educacional comunidade e competição para programação de computadores. Os projetos se concentraram em grande parte no desenvolvimento de código usando C++, Python e Fortran, com um envolvendo o código do teorema de Pitágoras em C++ para calcular quanto combustível é necessário para uma determinada distância de viagem espacial para viajar diretamente sem a necessidade de reabastecimento.